电池模组和储能装置的制作方法

本发明涉及能量存储设备，具体而言，涉及一种电池模组和储能装置。

背景技术：

1、相关技术中，储能装置中的电池模组，多个电芯之间通过信号采集模组实现电连接以及电压、电流等信号的采集，其信号采集模组通过热压成型。但是，通过热压成型的模组结构强度较低，电芯需要堆叠设置时，信号采集模组无法承受堆叠的重量，容易导致信号采集模组失效。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本发明的第一方面提出了一种电池模组。

3、本发明的第二方面提出了一种储能装置。

4、有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种电池模组，包括：外壳和位于外壳内的至少两个电芯模组，电芯模组包括多个方形电芯；多个电芯呈阵列排布；电池模组还包括：支撑架，设置于电芯模组上；印刷电路板，固定在支撑架上；多个第一连接件，固定于支撑架上，多个第一连接件中的一个第一连接件用于与电芯模组中的至少两个电芯的正极或负极电连接，以将多个电芯的串联或并联；第二连接件，固定于支撑架上，第二连接件将第一连接件连接至印刷电路板，第二连接件用于采集电芯模组的电压信号。

5、本发明提供的电池模组，包括外壳以及位于外壳内的至少两个电芯模组，其中，电芯模组包括多个方形电芯，并且多个电芯呈阵列排布。进一步地，电池模组还包括多个第一连接件，其中，每个第一连接件用于连接相邻两个电芯的正极和负极之间，从而使得多个电芯能够通过多个第一连接件实现串联连接，相应地，还可以通过对第一连接件的连接点的调节，实现多个电芯之间的并联连接，或者，将多个电芯中的一部分串联，另一部分并联，然后再将两部分电芯进行串联或并联。

6、具体地，多个第一连接件设置于支撑架上，也即通过支撑架将多个第一连接件进行集成，以保证电池模组结构的整体性。

7、进一步地，电池模组还包括第二连接件，通过第二连接件的设置，可以实现对电芯模组的电流和电压信号的采集，具体地，第二连接件与第一连接件电连接，也即，在电流流经第一连接件的过程中，通过第二连接件进行电流和电压的信号采集。

8、进一步地，电池模组还包括印刷电路板，通过印刷电路板的设置，可以实现电池模组的电路连接的集成，具体地，可以将多个第二连接件与印刷电路板上的相应排线进行电连接，避免通过导线来实现每个第二连接件与外部设备之间的连接，既保证了电池模组结构的整体性，也方便了相关部件之间的电连接。进一步地，电池模组还包括支撑架，其中，第一连接件、第二连接件以及保险丝均设置于支撑架上，从而实现了第一连接件、第二连接件以及保险丝的集成，从而提高了电池模组的整体性，可以有效减小电池模组的空间占用，提高电池模组的美观性。并且，通过支撑架对电池模组的各个部件进行集成，相对于相关技术中采用热压模组的方式对电池模组的各个部件进行封装固定，能够有效地节省电池模组的制作成本，提高市场竞争力。

9、进一步地，通过支撑架的设置，位于下方的支撑架能够对位于上方的电芯模组进行支撑，一方面，可以保证下方的电芯模组的承重能力，从而可以提高电芯模组的堆叠层数，提高了多个电芯模组的设置位置的灵活性。另一方面，通过支撑架的支撑作用，可以将上方的电芯模组与下方的电芯模组进行隔离，避免上方的电芯模组对下方的电芯模组的连接端造成干扰，保证电芯模组的正常运行。

10、本发明提供的电池模组，通过支撑架的设置，可以将第一连接件、第二连接件以及保险丝设置于支撑架上，从而通过电池模组的支撑架来实现电池模组的各个部分的集成，有效地提高了电池模组结构的整体性，可以有效减小电池模组的空间占用，提高电池模组的美观性。同时，可以保证下方的电芯模组的承重能力，从而可以提高电芯模组的堆叠层数，提高了多个电芯模组的设置位置的灵活性，也避免了上方的电芯模组对下方的电芯的连接端造成干扰，保证电芯的正常运行。并且，通过印刷电路板对电池模组的各个部件的电连接进行集成，相对于相关技术中采用热压模组的方式对电池模组的各个部件进行封装固定，能够有效地节省电池模组的制作成本，提高市场竞争力。

11、另外，根据本发明提供的上述技术方案中的电池模组，还可以具有如下附加技术特征：

12、在上述技术方案中，进一步地，印刷电路板、第一连接件、第二连接件均热熔在支撑架上开设的凹槽内。

13、在该技术方案中，通过热熔的方式将印刷电路板、第一连接件以及第二连接件设置于支撑架上开设的凹槽内，可以有效地降低印刷电路板、第一连接件以及第二连接件的安装难度，便于工作人员操作，提高了电池模组的装配效率。

14、在上述任一技术方案中，进一步地，凹槽包括第一凹槽，第一连接件设置于第一凹槽内，第一连接件呈弯折状态，第一凹槽的长度大于第一连接件呈伸展状态时的长度。

15、在该技术方案中，凹槽可以包括第一凹槽，第一连接件通过热熔的方式设置于第一凹槽内，进一步地，沿第一连接件的长度方向上，第一连接件可以呈弯折状态设置，从而使得当第一连接件所连接的相邻两个电芯发生膨胀时，第一连接件的弯折部分能够逐渐展开，从而保证第一连接件的两端能够与相邻的两个电芯保持连接，也即，在电芯发生膨胀变形的情况下，通过将第一连接件设置为弯折状态，使得第一连接件能够随着电芯的膨胀逐渐展开，保证了第一连接件与电芯之间的稳定连接，保证电池模组能够正常运行。

16、进一步地，通过将第一凹槽的长度设置为大于第一连接件的展开状态的长度，可以保证第一凹槽能够容纳第一连接部，也即在支撑架上留有供第一连接件展开的充足余量，保证第一连接件的稳定连接。

17、在上述任一技术方案中，进一步地，凹槽还包括第二凹槽，第二凹槽与第一凹槽相连通，第二连接件设置于第二凹槽内，第二连接件呈弯折状态，第二凹槽的长度大于第二连接件呈伸展状态时的长度。

18、在该技术方案中，凹槽可以包括第二凹槽，第二连接件通过热熔的方式设置于二凹槽内，并且，第二凹槽与第一凹槽相连通，可以保证第二连接件能够与第一连接件相连接。进一步地，沿第二连接件的长度方向上，第二连接件可以呈弯折状态设置，从而使得当电芯发生膨胀时，第二连接件的弯折部分能够逐渐展开，从而保证第二连接件的两端能够保持与第一连接件以及印刷电路板之间的连接，也即，在电芯发生膨胀变形的情况下，通过将第二连接件设置为弯折状态，使得第二连接件能够随着电芯的膨胀逐渐展开，保证了第二连接件与第一连接件以及与印刷电路板之间的稳定连接，保证电池模组能够正常运行。

19、进一步地，通过将第二凹槽的长度设置为大于第二连接件的展开状态的长度，可以保证第二凹槽能够容纳第二连接部，也即在支撑架上留有供第二连接件展开的充足余量，保证第二连接件的稳定连接。在上述技术方案中，进一步地，第一连接件包括导电铝排或导电铜排。

20、在该技术方案中，第一连接件可以包括导电铝排或者导电铜排。导电铝排和导电铜排具有电阻率较小，可以有效地减小电能在传递过程中的损失，并且，金属铝和金属铜的成本较低，且易于加工塑形，从而可以有效地降低加工成本。

21、进一步地，金属铝和金属铜具有良好的延展性，当电芯发生膨胀变形时，相连的电芯的极柱之间的距离会增加，导电铝排或导电铜排能够随相连的电芯的极柱之间的距离增加而发生延展，以保证相连电芯之间保持连接，从而保证电芯模组的正常充放电，也即保证了电芯模组运行的稳定性。

22、进一步地，第一连接件可以采用合金材料进行制作，从而保证第一连接件能够在电芯模组长期运行过程中保持稳定，不易发生熔断等现象。

23、在上述任一技术方案中，进一步地，第二连接件包括镍片或铜丝。

24、在该技术方案中，通过将第二连接件设置为镍片或铜丝，在实现第二连接件与第一连接件的电连接的同时，利用镍片和铜丝的良好延展性，可以在多个电芯发生膨胀时，保证第二连接件不会发生断裂，进而保证了电芯模组电流和电压信号的有效采集。

25、进一步地，第二连接件还可以采用合金材质进行制作，以进一步提高第二连接件的性能。

26、在上述任一技术方案中，进一步地，电池模组还包括：温度采集件，设置于印刷电路板上朝向电芯模组的一侧，用于采集电芯模组的温度。

27、在该技术方案中，通过温度采集件可以实现对电芯模组中的多个电芯的温度进行采集。以保证多个电芯在运行过程中的温度的稳定性，在温度过高时，及时停止对电芯进行充放电，避免热失效意外发生。其中，电池模组与印刷电路板上的相应排线电连接，从而使得温度采集件所采集的温度信号能够通过印刷电路板输送至相关设备上。

28、具体地，温度采集件可以设置于印刷电路板上，并且位于印刷电路板朝向电芯的一侧，相应地，在支撑架上可以开设有通孔，温度采集件可以通过该通孔与电芯相对，以保证温度采集效果。

29、在上述任一技术方案中，进一步地，电池模组还包括：导热部，导热部的两侧分别与温度采集件和电芯模组相连接。

30、在该技术方案中，温度采集件和电芯之间，还可设置有导热部，从而可以通过导热部有效地将电芯所产生的热量传递至温度采集件，以提高温度采集件的采集效果。

31、在上述任一技术方案中，进一步地，电池模组还包括：保险丝，保险丝通过印刷电路板与第二连接件串联。

32、在该技术方案中，通过将保险丝与第二连接件进行串联，可以在电路中出现短路或其他原因导致的电流值过高时实现熔断，从而有效地对多个电芯以及其他相关元件进行保护，保证电池模组在信号采集以及电芯模组在充放电过程中的安全性。

33、在上述任一技术方案中，进一步地，电池模组还包括：检测部，与支撑架相连接，检测部与多个电芯中位于端部的电芯的侧壁相贴合，侧壁位于远离其他电芯的一侧，检测部用于检测电芯模组的形变量。

34、在该技术方案中，电池模组还包括检测部，检测部可以用于对电芯模组中的多个电芯的形变量进行检测，以判断电芯是否能够继续使用，从而可以有效地检测到电芯是否发生膨胀，以及确定电芯的膨胀量是否已经达到无法使用的情况，进而保证电芯模组的使用安全性。可以理解的是，电芯模组的多个电芯在长时间使用的过程中，电芯会发生膨胀现象，以锂电池为例，在充放电过程中，正极中的锂离子脱出后嵌入到负极中无法脱出，导致正极原本饱满的栅格发生变形垮塌，在这个过程中，负极的锂离子越来越多，过渡堆积长出树桩结晶，使得电池发生鼓包。同时，锂电池的产气行为也能够造成锂电池发生膨胀现象。当电池的膨胀量达到一定程度之后，电池的性能会下降，无法满足其原有的充放电功能，此时，需要及时对电池进行维修更换，以保证储能装置的运行效果。

35、具体地，检测部可以设置于支撑架上，其中，支撑架设置于电芯模组上，并且与多个电芯上具有极柱的一端相连接，检测部可以设置于支撑架的端部，同时，检测部能够与多个电芯中位于端部的电芯的侧壁相贴合，并且，检测部与该电芯所贴合的侧壁位于远离其他电芯的一侧。也即，检测部与多个电芯中最端部的一个的侧壁相贴合，并且该侧壁为该电芯上远离其他电芯的一侧的侧壁。通过将检测部设置于支撑架上，可以利用支撑架的固定作用，实现将支撑架作为检测部的固定点，从而当电芯发生膨胀时，电芯的侧壁相对于支撑架移动，使得检测部能够及时准确的检测到形变量，无需为检测部设置单独的固定部件，也无需将检测部捆绑于电芯上，简化了电池模组的结构，同时，在安装电池模组时，可以在固定支撑架的同时，将检测部贴合于电芯的侧壁上，降低了检测部的安装难度，提高了安装效率。

36、具体地，当多个电芯中的任意一个发生膨胀变形时，沿多个电芯的排列方向上，电芯模组的整体长度会增加，此时，位于最端部的电芯的侧壁则会作用与检测部，使得检测部能够检测到电芯的侧壁的变形量，进而确定电芯模组发生膨胀变形，而当该变形量达到变形量的阈值时，则可以判断当前电芯已无法满足正常充放电需求，需对电芯进行维修更换。

37、可以理解的是，方形电芯膨胀多体现于电池的中间部位，因此，检测部可以与端部的电芯的侧壁的中间部位相贴合，从而可以有效地提高检测部对于电芯形变检测的灵敏度，进而保证电芯使用过程中的安全性。

38、在上述技术方案中，进一步地，检测部包括：压力传感器，设置于支撑架上，且与位于端部的电芯的侧壁相贴合，用于检测电芯对于压力传感器所产生的压力值，以根据压力值确定电芯模组的形变量。

39、在该技术方案中，检测部可以包括压力传感器，通过压力传感器可以实现对位于端部的电芯的侧壁所产生的压力的检测，进一步根据电芯的侧壁所产生的压力值的大小，确定电芯的形变量。具体地，压力传感器可以设置于支撑架上，并且与位于端部的电芯的侧壁相抵接，从而使得压力传感器可以通过支撑架固定，当电芯模组中的任意一个电芯发生膨胀时，端部的电芯的侧壁会相对于支撑架发生位移，此时，由于压力传感器固定于支撑架上，从而使得电芯的侧壁会对压力传感器产生压力，也即压力传感器能够检测到电芯发生膨胀。进一步地，随着电芯的膨胀量的逐渐增加，电芯的侧壁对于压力传感器的作用力逐渐增加，也即使得压力传感器所检测到的压力值逐渐增加，因此，根据压力传感器所检测到的压力值，即可判断当前电芯形变量是否达到阈值，进而确定电芯是否需要维修更换。

40、具体地，可以设定压力传感器的压力阈值，也即，当电芯的变形量大于阈值时，相应地压力传感器所检测到的压力值达到压力阈值，此时，可以通过控制部件根据压力传感器的压力值控制电芯模组的通断，也即，当压力传感器的压力值达到压力阈值时，控制部件可以控制电芯模组断开连接，避免热失效意外发生。

41、通过将压力传感器设置于支撑架上，可以利用支撑架对压力传感器进行固定，从而在电芯发生膨胀时通过压力传感器能够检测到电芯的侧壁相对于支撑架所发生的位移，进而确定电芯发生膨胀。无需通过单独的固定装置对压力传感器进行固定，有效地简化了电池模组的结构，降低安装难度。

42、在上述任一技术方案中，进一步地，压力传感器包括：压力感应片，压力感应片的一端与支撑架相连接，压力感应片的侧面用于与位于端部的电芯的侧壁相贴合。

43、在该技术方案中，压力传感器可以包括压力感应片，压力感应片的一端与支撑架相连接，另一端朝向远离支撑架的方向延伸，并且，可以将压力感应片的延伸方向与支撑架的长度方向之间设置为垂直，这样，当支撑架安装于电芯模组上时，压力感应片的延伸方向能够与端部的电芯的侧壁平行，从而使得压力感应片的整体能够有效地贴合于电芯的侧壁上，从而提高压力感应片对于电芯的变形的感应的灵敏度。

44、在上述任一技术方案中，进一步地，检测部的数量为至少两个，两个检测部分别与位于两端的电芯的侧壁相贴合。

45、在该技术方案中，检测部的数量还可以为两个或两个以上，具体地，当检测部的数量为两个时，两个检测部可以分别与位于电芯模组两端的电芯的侧壁相贴合，从而使得检测部可以同时在电芯模组的两端对多个电芯的形变进行检测，以提高电芯变形检测的灵敏度。

46、进一步地，检测部的数量还可以为四个，此时，四个检测部可以沿电芯模组的周向分别与电芯模组的四个侧壁相贴合，从而可以在四个方向上对多个电芯的形变进行检测，进一步提高电芯变形检测的灵敏度。

47、在上述任一技术方案中，进一步地，支撑架上开设有避让槽，避让槽沿多个电芯的排列方向延伸，避让槽用于容纳多个电芯的极柱；其中，多个电芯的极柱能够沿避让槽的延伸方向移动。

48、在该技术方案中，支撑架上可以开设有避让槽，并且，避让槽位于支撑架朝向电芯的方向，避让槽沿电芯的排列方向延伸，用于容纳多个电芯的凸极，从而使得多个电芯的凸极能够沿避让槽的延伸方向在避让槽内移动。

49、可以理解的是，当多个电芯发生膨胀时，电芯的凸极会逐渐远离，也即沿电芯的排列方向进行移动，通过避让槽的设置，使得电芯膨胀时，多个电芯的凸极能够在避让槽内进行移动，避免支撑架与电芯的凸极之间发生干涉，也即避免了电芯膨胀时电芯的凸极发生损坏，保证了电芯的正常充放电。当电芯膨胀达到阈值时，断开电芯的连接电路，再对电芯进行维修更换。

50、根据本发明的第二方面，提出了一种储能装置，包括底座、控制箱、逆变器以及如上述技术方案中任一项的电池模组，底座、多个电池模组、控制箱和逆变器依次堆叠设置。

51、本发明提供的储能装置，包括底座，底座用于盛放多个电池模组，以保证多个电池模组的稳定性。进一步地，储能装置还包括控制箱和逆变器，其中，控制箱用于对储能装置的运行进行控制，逆变器与多个电池模组相连接，用于连接电池模组与外部设备，具体地，逆变器用于将电池模组的直流电转换为交流电，以使得外部设备能够利用电池模组提供的电能进行运行。

52、进一步地，本发明提供的储能装置，包括如上述技术方案中任一项的电池模组，因此，该储能装置具备了上述电池模组的全部有益效果，在此不再赘述。

53、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。